poli

FONCTION
T
RANSMETTR
E
L
’ÉNERGI
E
Accouplements - Embrayages - freins
Cours ; Mise à niveau ; Applications 2
è
me ST.. et 2
è
me SM-B-
Doc : élève
291
TRANSMETTRE DE PUISSANCE
S
ANS CHANGEMENT DE VITESSE
OBJECTIFS
• Indiquer les défauts d'alignement typiques.
• Présenter et décrire les principales familles d'accouplements.
• Traduire le fonctionnement des accouplements par un schéma.
• Représenter graphiquement les éléments d’un accouplement.
• Définir le type d’accouplement choisi.
• Faire une analyse critique d’un montage contenant un accouplement.
• Proposer une solution constructive.
• Définir la fonction d’un accouplement, d’un embrayage et d’un frein.
• Démontrer les formules les plus fondamentales.
• Donner des éléments pour les choisir et les calculer.

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Accouplements - Embrayages - freins
Cours ; Mise à niveau ; Applications
2ème ST.. et 2ème SM-B-
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311
TRANSMETTRE DE PUISSANCE
SANS CHANGEMENT DE VITESSE
LES FREINS
I- MISE EN SITUATION ET FONCTION :
En général, le dispositif de freinage est placé à proximité de l'organe récepteur afin de réduire
les chocs dans la transmission.
Les freins sont des transformateurs d’énergie mécanique en chaleur, et destinés à ralentir
ou à arrêter complètement le mouvement d’un mécanisme.
II- CONSTRUCTION : Un frein comprend :
 Un organe solidaire de la masse en mouvement (roue ; poulie ; tambour…)
 Un frotteur solidaire d’un organe fixe
 Un mécanisme de commande de la force pressante.
 Un système de refroidissement, si possible.
III- CARACTÉRISTIQUE : (Qualités recherchées) : Un frein est caractérisé par :
 Efficacité (puissant) : un frein est puissant si le couple de freinage est important pour
un faible effort de commande.
 Régularité (stabilité) : un frein est régulier si le couple de freinage est proportionnel à l‟effort
de commande.
 Réversibilité un frein est réversible si le couple de freinage est indépendant du sens de rotation.
 Matériaux : même et identique aux embrayages.
Dissipation de chaleur : - Contact directe au milieu extérieur
- Par ailettes de refroidissement (ventilation)
- Dispositif de refroidissement à l‟eau (machine de grande puissance)
IV- CLASSIFICATION :
La classification d‟après l‟organe de friction :
Fig.2
Fig.1
Frein à
sabot
Ou
Frein à
patin
Ou
Frein à
mâchoire
extérieur
Frein à
sangle
Ou
Frein à
bande

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TRANSMETTRE DE PUISSANCE
SANS CHANGEMENT DE VITESSE
4.1- Freins à sabots : (Fig.1)
Cas d‟un seul patin, l‟équilibre du levier [IA]
-F.l + N.a + T.h = 0 (or : T = N.f)
T.a F. .f
F. T.h 0 T
f a f.h
donc le couple de freinage :
f
F. .f
C T.r .r
a f.h
dans
le sens de ω. Mais dans le sens de ω’; à l‟équilibre du levier [IA]
-F.l + N.a - T.h = 0
f         T.a F. .f F. .f F. T.h 0 T C' T.r .r
f a f.h a f.h
On a Cf  C‟f  le frein est irréversible
- Pour rendre le frein réversible il faut que „‟h = 0‟‟ ; c‟est le cas de la figure 1b ;
- La présence de l‟effort normale provoque la flexion du levier, pour éviter ce problème,
utiliser un frein à deux sabots (Fig.1c).
4.2- Freins à sangle : (Fig.2)
La sangle en acier porte une garniture
a- Couple de freinage :
Cf = T.r – t.r = (T – t).r or :
f
T t.e 
avec : - α : angle d‟enroulement (rad)
- f : coefficient de frottement
- e = 2,71828 (ln e = 1)
d‟où le couple de freinage :
f
f
C t.r(e 1)
Pour augmenter Cf, il faut augmenter r ou α ou f
Frein à
mâchoire
Ou
Frein à
tambour
fig.3
a
b
c
fig.4
Frein
à disque
(le plus
utilisé)
Couple de freinage : Cf = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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SANS CHANGEMENT DE VITESSE
b- Réalisation :
- Frein simple
- Frein réversible si AB = BC (Fig.2b)
- Frein plus puissant si le rapport BC / AB, est supérieur à efα
c- Critique et emploi :
L‟efficacité de ces freins dépend de l’angle d’enroulement „‟α „‟ et du dispositif de commande,
ils sont surtout utilisés pour freiner la descente d‟une charge sur un appareil de levage.
4.3- Freins à tambour : (fig.3)
Les tambours sont en fonte, à commande
mécanique par came (Fig.3a)
ou hydraulique (Fig.3b,3c)
Remarque : L‟action de la mâchoire
comprimée est deux fois supérieure
à celle de la mâchoire tendue, d‟où l‟usure
non uniformément répartie sur les
garnitures ; pour y remédier, on a réalisé
le frein de la Fig.3c. Dans la Fig.3c, l‟usure
des garnitures est alors plus régulière ; et le couple
de freinage Cf = T.r avec :- r : rayon intérieur du tambour ;
-T : force de frottement.
Critique : - La chaleur due au frottement est difficile à évacuer,
cet échauffement déforme le tambour et les segments ;
le freinage devient mois efficace (puissant).
- Pour un faible effort de commande on doit avoir un freinage important.
- Pour obtenir un serrage puissant, il est nécessaire d‟utiliser un servofrein.
4.4- Freins à disque : (Fig.4)
Ils ont une grande stabilité ; permettent une meilleure évacuation de la chaleur que les freins
à tambour, freinage plus progressif et sont plus facile à entretenir. On trouve :
 Frein à disque à un piston (Fig.4a) ;
 Frein à disque à deux pistons (Fig.4b) ;
 Frein multidisques ;
 Frein avec surface de frottement conique.
Remarque : Comme pour les embrayages la commande peut être :- mécanique ;
- hydraulique, pneumatique ;
- électromagnétique ;
- automatique.
4.5- Ralentisseur :
Dans les appareils de levage, on utilise des freins (ralentisseur) permettant la descente de la charge
à vitesse constante, ces freins ne doivent pas agir pendant la montée (réaliser par système à rochet)
Remarque :
Si, au cours de l’étude, un élève repère ce qui lui semble être une erreur
ou fautes de frappe, il le signale au professeur de la matière !!!

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SANS CHANGEMENT DE VITESSE
APPLICATION DE MISE A NIVEAU
A- FREIN DISQUE :
1- Complétez les noms des pièces suivantes ?
1
Essieu porte
fusée
3
5
7
9
Joint
anti-poussière
2
Moyeu porte
goujons
4
6
8
10
Purgeur
2- Étudiez la liaison fusée de l‟essieu 1 et moyeu 2. Quel est le type des roulements ?
Montage en X / O ?
3- Donnez le nom complet de ce frein ?
4- La liaison entre l‟étrier 4 et l‟essieu 1 est-elle une liaison complète ou une liaison partielle ?
5- Quelle est la fonction de la pièce 8 ; la pièce 9 et la pièce 10 ?
6- Redessinez la zone A sur format A4 verticale.
Zone A